CN105510632A - 获取汽车加速度数据的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种获取汽车加速度数据的方法与装置，包括：获取所述汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据；根据所述第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，所述校正矩阵用于对所述三轴加速计的坐标系方向进行校正；采用所述校正矩阵，对所述三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到所述汽车的加速度数据。根据本发明的获取汽车加速度数据的方法与装置，能够避免了现有技术中需采用精密测量仪器校正加速度传感器的位置而造成的成本高、浪费人力的缺陷，而且操作简单。

Description

获取汽车加速度数据的方法与装置

技术领域

本发明涉及汽车监控技术，尤其涉及一种获取汽车加速度数据的方法与装置。

背景技术

随着国家经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，交通工业得到了快速发展，汽车已经成为人们必不可少的出行工具，汽车的安全性和舒适性也越来越受到大众的关注。其中，由于汽车加速度数据是保证汽车安全系统和平顺性的关键因素之一，因此，汽车加速度数据的采集就显得格外重要。

现有技术中，一般会在汽车上安装加速度传感器进行加速度数据采集。但是，安装工艺总会存在或多或少的误差，而这样的误差会造成加速度数据采集的不准确，因此，一般都需要对加速度传感器的安装位置进行校正，例如通过水平仪、光学经纬仪和激光雷达等精密测量仪器来校正加速度传感器的安装位置，使得加速度传感器的感应轴与理想感应轴的方向尽量相符。但是，上述用来校正的仪器非常昂贵，而且操作复杂，不仅成本较高，而且会耗费大量的人力。

发明内容

本发明提供一种获取汽车加速度数据的方法与装置，以尽量解决现有技术中需通过昂贵的校正的仪器校正加速度传感器导致的操作复杂、成本高且浪费人力的问题。

本发明第一个方面提供一种获取汽车加速度数据的方法，包括：

获取所述汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据；

根据所述第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，所述校正矩阵用于对所述三轴加速计的坐标系方向进行校正；

采用所述校正矩阵，对所述三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到所述汽车的加速度数据。

本发明另一个方面提供一种获取汽车加速度数据的装置，包括：

第一获取模块，用于获取所述汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据；

第二获取模块，用于根据所述第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，所述校正矩阵用于对所述三轴加速计的坐标系方向进行校正；

校正模块，用于采用所述校正矩阵，对所述三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到所述汽车的加速度数据。

由上述技术方案可知，本发明提供的获取汽车加速度数据的方法与装置，通过采集汽车的数据，并从所采集的数据中获取汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线行驶时所述三轴加速计的第二检测数据，并根据第一检测数据和第二检测数据获取校正矩阵，最后采用校正矩阵对三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到所述汽车的加速度数据，这样，无需实际调整三轴加速计的位置，仅通过数学计算的方式，就可以获取到汽车在各个方向上的真实加速度数据，因此避免了现有技术中需采用精密测量仪器校正加速度传感器的位置而造成的成本高、浪费人力的缺陷，而且操作简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明一实施例的获取汽车加速度数据的方法的流程示意图；

图2为根据本发明另一实施例的校正Z轴的坐标系示意图；

图3为根据本发明另一实施例的校正X轴和Y轴的坐标系示意图；

图4为根据本发明一实施例的获取汽车加速度数据的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供一种获取汽车加速度数据的方法，执行主体为获取汽车加速度数据的装置，该装置可以设置在汽车中，也可以单独设置，例如设置在服务器、移动终端中，具体可以根据实际需要设定。如图1所示，为根据本实施例的获取汽车加速度数据的方法的流程示意图。该获取汽车加速度的方法包括：

步骤101，获取汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时三轴加速计对应的第二检测数据。

其中，三轴加速计是用来测量三维空间三个轴向的加速度的工具。

判断汽车静止有很多种方式，例如在获取汽车的三轴加速计的同时获取相应时刻汽车的速度，当连续速度为0时即可以判断出汽车是静止的，即在一段时间内所获取的汽车的速度均为0，可以判断出汽车当前是静止的；还可以根据三轴加速计的变化量来判断汽车是否静止，例如三轴加速计的每个坐标轴上的数据的变化特别小，在预设的允许范围内，此时可以判断出汽车是静止的。

其中，获取所述汽车在直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据，包括：

根据所述第一检测数据获取第一变换矩阵，所述第一变换矩阵用于使所述三轴加速计的Z轴与重力方向一致：

获取所述汽车在加速行驶时的目标采样数据，所述目标采样数据包括所述三轴加速计的数据以及角速度数据；

采用所述第一变换矩阵对所述目标采样数据进行校正；

将所述校正后的目标采样数据中对应的角速度为0的校正后的三轴加速计的数据作为所述汽车在直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据。

首先根据第一检测数据获取第一变换矩阵，然后用第一变换矩阵对目标采样数据进行校正，能够使得根据目标采样数据得到的角速度为汽车在水平面上的角速度。需要指出的是，第一变换矩阵用于是三轴加速计的Z轴与重力方向一致指的是经过变换使三轴加速计的Z轴理论上与重力方向一致，并不代表三轴加速计的Z轴实际上与重力方向一致。

此外，如何判断汽车为直线加速行驶可以结合速度以及设置在汽车上的三轴陀螺仪或者角速度传感器来判断，举例来说，当速度越来越大且角度传感器确定出经过第一变换矩阵校正后的角速度为0时，该汽车为直线加速行驶状态，对于如何通过三轴陀螺仪和角速度传感器判断汽车的角速度为0属于现有技术，在此不再赘述。获取汽车的三轴加速计的同时可以获取相应时刻的三轴陀螺仪或角速度传感器的数据，并根据三轴陀螺仪或角速度传感器的数据获取直线加速行驶时三轴加速计对应的第二检测数据。

需指出的是，由于仪器总会存在不可避免的误差，因为三轴陀螺仪或角速度传感器获取到的角速度只要与0在预设门限值内，就可以认为该角速度为0。此外，除了采用三轴陀螺仪和角速度传感器来获取汽车的角速度以判断汽车是否直线行驶之外，还可以通过判断汽车的前轮是否发生角度便宜以及方向盘是否被旋转来确定汽车是否为直线行驶。

步骤102，根据第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，校正矩阵用于对三轴加速计的坐标系方向进行校正。

例如，将三轴加速计的坐标系方向校正到标准坐标系，该标准坐标系包括与相互垂直的X轴、Y轴和Z轴，其中，Z轴与重力方向同向、X轴与汽车直线行驶的方向同向、Y轴垂直于X轴且与X轴构成的平面平行于水平面。

步骤103，采用校正矩阵，对三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到汽车的加速度数据。

该测量数据为三轴加速计的实际数据，即三轴加速计的各坐标轴上的实际测量数据。

根据本实施例的获取汽车加速度数据的方法，通过采集汽车的数据，并从所采集的数据中获取汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时三轴加速计的第二检测数据，并根据第一检测数据和第二检测数据获取校正矩阵，最后采用校正矩阵对三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到汽车的加速度数据，这样，无需实际调整三轴加速计的位置，仅通过数学计算的方式，就可以获取到汽车在各个方向上的真实加速度数据，因此避免了现有技术中需采用精密测量仪器校正加速度传感器的位置而造成的成本高、浪费人力的缺陷，而且操作简单。

实施例二

本实施例对实施例一的获取汽车加速度数据的方法做进一步举例说明。

首先，获取汽车在连续速度为0时三轴加速计的多组第一采样数据，第一采样数据包括：第一X轴采样数据、第一Y轴采样数据和第一Z轴采样数据，并根据多个第一X轴采样数据、多个第一Y轴采样数据和多个Z轴采样数据获取第一检测数据，第一检测数据包括：X轴目标数据、Y轴目标数据和Z轴目标数据。

具体地，可以在接收到用户触发的获取汽车加速度数据的指令之后，执行获取汽车在速度为0时三轴加速计的多组第一采样数据的步骤，即采集三轴加速计各个轴上的多组采样数据。以获取X轴目标数据为例说明如何获取各轴上的目标数据：

将各第一采样数据按照从小到大或从大到小的顺序排列，若各第一采样数据的值为奇数，则选取排列之后的第一采样数据中中间的数值作为X轴采样数据；若各第一采样数据的值为偶数，则可以选择位于中间的两个数值中的任意一个作为X轴目标数据。

Y轴目标数据和Z轴目标数据均可以按照上述X轴目标数据的获取方法进行。

可替换地，可以选择获取各坐标轴上的采样数据的平均值分别作为各坐标轴上目标数据，具体可以根据实际需要设定，在此不再赘述。

接下来，根据第一检测数据获取如下第一变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\φ}\right)& 0& -\sin \left(\mathrm{\φ}\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left(\mathrm{\φ}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\φ}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\θ}\right)& \sin \left(\mathrm{\θ}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\θ}\right)& \cos \left(\mathrm{\θ}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

其中， $cos\left(\mathrm{\φ}\right)=c/\sqrt{a^2+b^2+c^2},sin\left(\mathrm{\φ}\right)=\sqrt{a^2+b^2}/\sqrt{a^2+b^2+c^2},$ $cos\left(\mathrm{\θ}\right)=a/\sqrt{a^2+b^2},sin\left(\mathrm{\θ}\right)=b/\sqrt{a^2+b^2},$ a为第一检测数据中的X轴目标数据、b为第一检测数据中的Y轴目标数据，c为第一检测数据中的Z轴目标数据。

具体地，如图2所示，为三轴加速度计的X轴、Y轴和Z轴。汽车在静止时仅会受到重力的作用，三轴加速计的各轴上的加速度分量均是重力作用的分量，即图2中所示的G，G在XOY平面上的投影长度与X轴的夹角为θ，则 $cos\left(\mathrm{\θ}\right)=a/\sqrt{a^2+b^2},sin\left(\mathrm{\θ}\right)=b/\sqrt{a^2+b^2}.$ G与Z轴的夹角为φ， $cos\left(\mathrm{\φ}\right)=c/\sqrt{a^2+b^2+c^2},sin\left(\mathrm{\φ}\right)=\sqrt{a^2+b^2}/\sqrt{a^2+b^2+c^2}.$ 首先固定Z轴，将三轴加速计的XOW平面转到G所在平面，此时的旋转矩阵为 $\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\θ}\right)& \sin \left(\mathrm{\θ}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\θ}\right)& \cos \left(\mathrm{\θ}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right],$ 接着再将Y轴固定，旋转三轴加速计的XOW平面，旋转矩阵为 $\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\φ}\right)& 0& -\sin \left(\mathrm{\φ}\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left(\mathrm{\φ}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\φ}\right)\end{array}\right],$ 以使Z轴与G的方向相同，经过两次转换，三轴加速计的Z轴与实际的重力方向相同。

然后获取所述汽车在加速行驶时的目标采样数据，所述目标采样数据包括所述三轴加速计的数据以及角速度数据，并采用上述第一变换矩阵对目标采样数据进行校正，以获取汽车在加速行驶时的多个与0的差值在预设范围内的校正后的角速度数据，并从角速度数据中选取满足如下公式的角速度数据W_i：

|W_i+1-W_i|<Z1且|W_i-W_i-1|<Z2，其中W_i为第i个角速度数据，Z1为第一预设阈值，Z2为第二预设阈值，i为大于或等于1的正整数。

首先，可以通过速度获取相应的目标采样数据，具体地，当速度越来越大时，可以判断出汽车在速度越来越大的这段时间内是加速行驶，并将这段时间内的三轴加速计的采样数据作为目标采样数据。例如，若汽车的速度满足如下条件，则可以判断出汽车当前在加速，并将该速度对应的三轴加速计的采样数据作为目标采样数据：ΔV₁＝|V_i+1-V_i|>C1，向后差分绝对值：ΔV2＝|V_i-1-V_i|>C2，其中V_i为第i个速度，W_i为第i个角速度，即V_i与W_i分别为同一时刻的速度和角速度，以下均同。接下来从经过第一变换矩阵校正后的目标采样数据中选取角速度为0或接近0的角速度数据对应的三轴加速计的数据作为第二检测数据，即该第二检测数据为汽车直线加速行驶时所述三轴加速计的对应的第二检测数据。这里的对应指的是时间上的对应，即当前时刻汽车行驶的速度与角速度的对应。

另外，由于仪器的精度以及实际原因，总会存在不可避免的测量误差，那么若角速度数据本身与0十分接近，也可以根据该角速度数据初步判断出该汽车有可能在直线行驶过程中，只要角速度数据与0的差值在预设范围内就可以。此外，由于实际测量中，即使汽车在转弯过程中，也可能由于测量误差或者其他原因使得所获得到的角速度数据接近0，因此，需要确定出该角速度数据确实为汽车直线加速行驶时的数据，这样，在获取到W_i之后，根据上述公式能够确定出该角速度数据W_i的确为汽车直线加速行驶时的数据。

然后获取校正后的三轴加速计的目标采样数据中与各W_i对应的各第二采样数据，第二检测数据包括：第二X轴采样数据和第二Y轴采样数据。

接下来，根据第二检测数据获取如下第二变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

其中，δ_j＝tan^-1(Y_j/X_j)，其中X_j为第j个第二X轴采样数据，Y_j为第j个第二Y轴采样数据，j为大于或等于1的正整数，δ为各δ_j的平均值。即若第二检测数据有多个，可以从中选择一个来计算δ，或者是根据各第二检测数据计算相应的δ_j，然后取所有δ_j的平均值作为最终的δ。

根据第一变换矩阵和第二变换矩阵，获取校正矩阵为：

$\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& -\sin \left(\mathrm{\&phi;}\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&theta;}\right)& \sin \left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\&theta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right].$

获取校正矩阵之后，利用该校正矩阵和三轴加速计的测量数据就能够获取到汽车在重力方向、前进方向的真实加速度。即

如图3所示，X’为汽车实际的前进方向，Y’轴与X’轴垂直，X轴和Y轴为经过第一变换矩阵变换后的坐标轴方向。在将三轴加速计的Z轴与G重合的过程中，X轴不一定与汽车直线行驶的方向同向，此时需调整X轴的方向，以使X轴的方向与汽车直线行驶时的方向相同。此时，可以利用汽车直线加速行驶过程中产生的水平加速度来调整X轴的方向。即经过第二变换矩阵的调整，就能够实现将X轴方向调整为汽车直线行驶时前进的方向。

然后，将三轴加速计的各坐标轴上的测量数据与校正矩阵进行乘积运算，得到校正后的加速度数据。

即将某一时刻三轴加速计各坐标轴上的测量数据通过校正矩阵进行转换，就能够分别得到该时刻汽车的重力加速度、前进方向的加速度以及车侧身的加速度。

下面以具体实例来进行说明。

如表1所示，为采集的原始数据，该原始数据的每一行代表同一时刻的汽车的速度、三轴加速计各轴上的数据以及汽车的角速度：

表1

表1中的X轴、Y轴和Z轴为三轴加速计的各轴，Wx、Wy和Wz分别为三轴陀螺仪各轴。表1中的时间点代表采样开始之后的时间，即每隔1秒进行一次采样，1代表开始采样之后的第1秒，2代表采样之后的第2秒，3代表采样之后的第3秒，以此类推。假设，通过汽车的三轴加速计上的多组第一采样数据，得到的X轴目标数据、Y轴目标数据和Z轴目标数据分别为-0.282429032m/s²、-0.32663854m/s²和9.130257555m/s²，相应地，得到的第一变换矩阵为：

$\begin{array}{c}\left(\begin{array}{ccc}-0.6541& -0.7564& 0\\ 0.7564& -0.6541& 0\\ 0& 0& 1.0000\end{array}\right)*\left(\begin{array}{ccc}0.9989& 0& -0.0472\\ 0& 1.0000& 0\\ 0.0472& 0& 0.9989\end{array}\right)\\ =\left(\begin{array}{ccc}-0.6533& -0.7556& -0.0472\\ 0.7564& -0.6541& 0\\ -0.0309& -0.0357& 0.9989\end{array}\right)\end{array}$

假设公式：ΔV₁＝|V_i+1-V_i|>C1，ΔV2＝|V_i-1-V_i|>C2中的C1和C2均为5公里/小时，第1秒的速度和第2秒的速度不符合该公式，因此汽车在加速行驶时的目标采样数据如表2所示：

表2

将表2中的三轴加速计的数据以及角速度数据经过第一变换矩阵变换后，得到的数据如表3所示：

表3

本实施例中，Z1和Z2均取值为0.01rad/s，因此，以第3秒对应的数据为例，其对应的角速度均符合|W_i+1-W_i|<Z1且|W_i-W_i-1|<Z2的要求，以此类推，第4秒至第6秒对应的数据均符合上述角速度的选择公式，因此最终选择的第二检测数据如表3所示：

表3

根据第二检测数据获取相应的δ_j，并获取δ_j的平均值作为最终的δ，本实施例会获取4个δ_j，分别为22.63885639度、15.96921366度、26.79156564度和23.72845055度，进而获取到的第二变换矩阵为：

$\left(\begin{array}{ccc}0.9180& 0.3966& 0\\ -0.3966& 0.9180& 0\\ 0& 0& 1.0000\end{array}\right)$

最终根据第一变换矩阵和第二变换矩阵得到的校正矩阵为。

$\left(\begin{array}{ccc}0.9180& 0.3966& 0\\ -0.3966& 0.9180& 0\\ 0& 0& 1.0000\end{array}\right)*\left(\begin{array}{ccc}-0.6533& -0.7556& -0.0472\\ 0.7564& -0.6541& 0\\ -0.0309& -0.0357& 0.9989\end{array}\right)$

$=\left(\begin{array}{ccc}-0.2998& -0.9530& -0.0434\\ 0.9535& -0.3008& 0.0187\\ -0.0309& -0.0357& 0.9989\end{array}\right)$

经过比较，采用该校正矩阵校正该辆汽车三轴加速计上的测量数据与经过精密仪器校正后的三轴加速计的测量数据几乎完全符合。

实施例三

本实施例提供一种获取汽车加速度数据的装置，用于执行实施例一的汽车加速度数据的方法，该装置可以设置在汽车中，也可以单独设置，例如设置在服务器、移动终端中，具体可以根据实际需要设定。如图4所示，为根据本实施例的装置的结构示意图。该装置包括第一获取模块401、第二获取模块402以及校正模块403。

其中，第一获取模块401用于获取汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时三轴加速计对应的第二检测数据；第二获取模块402用于根据第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，校正矩阵用于对三轴加速计的坐标系方向进行校正；校正模块403用于采用校正矩阵，对三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到汽车的加速度数据。

可选地，第一获取模块401具体用于：

根据所述第一检测数据获取第一变换矩阵，所述第一变换矩阵用于使所述三轴加速计的Z轴与重力方向一致：

获取所述汽车在加速行驶时的目标采样数据，所述目标采样数据包括所述三轴加速计的数据以及角速度数据；

采用所述第一变换矩阵对所述目标采样数据进行校正；

将所述校正后的目标采样数据中对应的角速度为0的校正后的三轴加速计的数据作为所述汽车在直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据。

本实施例的装置的操作方法与实施例一一致，在此不再赘述。

根据本实施例的获取汽车加速度数据的装置，通过采集汽车的数据，并从所采集的数据中获取汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时三轴加速计的第二检测数据，并根据第一检测数据和第二检测数据获取校正矩阵，最后采用校正矩阵对三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到汽车的加速度数据，这样，无需实际调整三轴加速计的位置，仅通过数学计算的方式，就可以获取到汽车在各个方向上的真实加速度数据，因此避免了现有技术中需采用精密测量仪器校正加速度传感器的位置而造成的成本高、浪费人力的缺陷，操作简单。

实施例四

本实施例基于实施例三对获取汽车加速度数据的装置做进一步补充说明。

其中，第一获取模块具体用于：

获取汽车在连续速度为0时三轴加速计的多组第一采样数据，第一采样数据包括：第一X轴采样数据、第一Y轴采样数据和第一Z轴采样数据；

根据多个第一X轴采样数据、多个第一Y轴采样数据和多个Z轴采样数据获取第一检测数据，第一检测数据包括：X轴目标数据、Y轴目标数据和Z轴目标数据。

第一获取模块还可以具体用于：

根据所述第一检测数据获取如下第一变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&theta;}\right)& \sin \left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\&theta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& -\sin \left(\mathrm{\&phi;}\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)\end{array}\right]$

其中， $cos\left(\mathrm{\&phi;}\right)=c/\sqrt{a^2+b^2+c^2},sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)=\sqrt{a^2+b^2}/\sqrt{a^2+b^2+c^2},$ $cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)=a/\sqrt{a^2+b^2},sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)=b/\sqrt{a^2+b^2},$ a为所述第一检测数据中的X轴中位数据、b为所述第一检测数据中的Y轴中位数据，c为所述第一检测数据中的Z轴中位数据；获取所述汽车在加速行驶时的目标采样数据，所述目标采样数据包括所述三轴加速计的数据以及角速度数据；

采用所述第一变换矩阵对所述目标采样数据进行校正；

获取所述汽车在加速行驶时的多个与0的差值在预设范围内的校正后的角速度数据；

从所述角速度数据中选取满足如下公式的角速度数据W_i：

|W_i+1-W_i|<Z1且|W_i-W_i-1|<Z2，其中W_i为第i个角速度数据，Z1为第一预设阈值，Z2为第二预设阈值，i为大于或等于1的正整数；

获取校正后的三轴加速计的目标采样数据中与各W_i对应的各第二检测数据，所述第二检测数据包括：第二X轴采样数据和第二Y轴采样数据。

第二获取模块具体用于：

根据第二检测数据获取如下第二变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

其中，δ_j＝tan^-1(Y_j/X_j)，其中X_j为第j个第二X轴采样数据，Y_j为第j个第二Y轴采样数据，j为大于或等于1的正整数，δ为各δ_j的平均值。

根据第一变换矩阵和第二变换矩阵，获取校正矩阵为：

$\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& -\sin \left(\mathrm{\&phi;}\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\&theta;}\right)& \sin \left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ -\sin \left(\mathrm{\&theta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right].$

相应地，校正模块具体用于:

将三轴加速计的各坐标轴上的测量数据与校正矩阵进行乘积运算，得到校正后的加速度数据。

本实施例的装置的具体操作方法与实施例二一致，在此不再赘述。

根据本实施例的获取汽车加速度数据的装置，通过采集汽车的数据，并从所采集的数据中获取汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时三轴加速计的第二检测数据，并根据第一检测数据和第二检测数据获取校正矩阵，最后采用校正矩阵对三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到汽车的加速度数据，这样，无需实际调整三轴加速计的位置，仅通过数学计算的方式，就可以获取到汽车在各个方向上的真实加速度数据，因此避免了现有技术中需采用精密测量仪器校正加速度传感器的位置而造成的成本高、浪费人力的缺陷，而且操作简单。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种获取汽车加速度数据的方法，其特征在于，包括：

获取所述汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时所述三轴加速计的对应的第二检测数据；

根据所述第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，所述校正矩阵用于对所述三轴加速计的坐标系方向进行校正；

采用所述校正矩阵，对所述三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到所述汽车的加速度数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，包括：

获取所述汽车在连续速度为0时三轴加速计的多组第一采样数据，所述第一采样数据包括：第一X轴采样数据、第一Y轴采样数据和第一Z轴采样数据；

根据多个第一X轴采样数据、多个第一Y轴采样数据和多个Z轴采样数据获取第一检测数据，所述第一检测数据包括：X轴目标数据、Y轴目标数据和Z轴目标数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，获取所述汽车在直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据，包括：

根据所述第一检测数据获取第一变换矩阵，所述第一变换矩阵用于使所述三轴加速计的Z轴与重力方向一致：

获取所述汽车在加速行驶时的目标采样数据，所述目标采样数据包括所述三轴加速计的数据以及角速度数据；

采用所述第一变换矩阵对所述目标采样数据进行校正；

将所述校正后的目标采样数据中对应的角速度为0的校正后的三轴加速计的数据作为所述汽车在直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

根据所述第一检测数据获取第一变换矩阵具体包括：

根据所述第一检测数据获取如下第一变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& -sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)\\ 0& 1& 0\\ sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)\end{array}\right]$

其中， $cos\left(\mathrm{\&phi;}\right)=c/\sqrt{a^2+b^2+c^2},sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)=\sqrt{a^2+b^2}/\sqrt{a^2+b^2+c^2},$ $cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)=a/\sqrt{a^2+b^2},sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)=b/\sqrt{a^2+b^2},$ a为所述第一检测数据中的X轴中位数据、b为所述第一检测数据中的Y轴中位数据，c为所述第一检测数据中的Z轴中位数据；

将所述校正后的目标采样数据中对应的角速度为0的校正后的三轴加速计的数据作为所述汽车在直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据：获取所述汽车在加速行驶时的多个与0的差值在预设范围内的校正后的角速度数据；

从所述角速度数据中选取满足如下公式的角速度数据W_i：

|W_i+1-W_i|<Z1且|W_i-W_i-1|<Z2，其中W_i为第i个角速度数据，Z1为第一预设阈值，Z2为第二预设阈值，i为大于或等于1的正整数；

获取校正后的三轴加速计的目标采样数据中与各W_i对应的各第二采样数据，根据各第二采样数据获取所述第二检测数据，所述第二检测数据包括：第二X轴采样数据和第二Y轴采样数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，包括：

根据所述第二检测数据获取如下第二变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&delta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

其中，δ_j＝tan^-1(Y_j/X_j)，其中X_j为第j个第二X轴采样数据，Y_j为第j个第二Y轴采样数据，j为大于或等于1的正整数，δ为各δ_j的平均值；

根据所述第一变换矩阵和所述第二变换矩阵，获取校正矩阵为：

$\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&delta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& -sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)\\ 0& 1& 0\\ sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right].$

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用所述校正矩阵，对所述三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到所述汽车的加速度数据，包括：

将所述三轴加速计的各坐标轴上的测量数据与所述校正矩阵进行乘积运算，得到校正后的加速度数据。

7.一种获取汽车加速度数据的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取所述汽车静止时三轴加速计的第一检测数据，以及直线加速行驶时所述三轴加速计对应的第二检测数据；

第二获取模块，用于根据所述第一检测数据和第二检测数据，获取校正矩阵，所述校正矩阵用于对所述三轴加速计的坐标系方向进行校正；

校正模块，用于采用所述校正矩阵，对所述三轴加速计的各坐标轴上的测量数据进行校正，得到所述汽车的加速度数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于：

获取所述汽车在连续速度为0时三轴加速计的多组第一采样数据，所述第一采样数据包括：第一X轴采样数据、第一Y轴采样数据和第一Z轴采样数据；

根据多个第一X轴采样数据、多个第一Y轴采样数据和多个Z轴采样数据获取第一检测数据，所述第一检测数据包括：X轴目标数据、Y轴目标数据和Z轴目标数据。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于：

根据所述第一检测数据获取如下第一变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& -sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)\\ 0& 1& 0\\ sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)\end{array}\right]$

其中， $\cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)=c/\sqrt{a^2+b^2+c^2},\sin \left(\mathrm{\&phi;}\right)=\sqrt{a^2+b^2}/\sqrt{a^2+b^2+c^2},$ $cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)=a/\sqrt{a^2+b^2},sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)=b/\sqrt{a^2+b^2},$ a为所述第一检测数据中的X轴中位数据、b为所述第一检测数据中的Y轴中位数据，c为所述第一检测数据中的Z轴中位数据；获取所述汽车在加速行驶时的目标采样数据，所述目标采样数据包括所述三轴加速计的数据以及角速度数据；

采用所述第一变换矩阵对所述目标采样数据进行校正；

获取所述汽车在加速行驶时的多个与0的差值在预设范围内的校正后的角速度数据；

从所述角速度数据中选取满足如下公式的角速度数据W_i：

|W_i+1-W_i|<Z1且|W_i-W_i-1|<Z2，其中W_i为第i个角速度数据，Z1为第一预设阈值，Z2为第二预设阈值，i为大于或等于1的正整数；

获取校正后的三轴加速计的目标采样数据中与各W_i对应的各第二检测数据，所述第二检测数据包括：第二X轴采样数据和第二Y轴采样数据。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块具体用于：

根据所述第二检测数据获取如下第二变换矩阵：

$\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&delta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

其中，δ_j＝tan^-1(Y_j/X_j)，其中X_j为第j个第二X轴采样数据，Y_j为第j个第二Y轴采样数据，j为大于或等于1的正整数，δ为各δ_j的平均值；

根据所述第一变换矩阵和所述第二变换矩阵，获取校正矩阵为：

$\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&delta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&delta;}\right)& \cos \left(\mathrm{\&delta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& -sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)\\ 0& 1& 0\\ sin\left(\mathrm{\&phi;}\right)& 0& \cos \left(\mathrm{\&phi;}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ -sin\left(\mathrm{\&theta;}\right)& cos\left(\mathrm{\&theta;}\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right].$